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電能計量集抄技術(shù)分析

2011-12-31 00:00:00蔣炳文
科技資訊 2011年17期


  摘要:本文介紹了電能計量低壓集抄技術(shù),即計量自動化系統(tǒng)低壓集抄子系統(tǒng),從電能計量低壓集抄技術(shù)的現(xiàn)狀構(gòu)成、特點及今后發(fā)展、建議做了較為全面的介紹。
  關(guān)鍵詞:低壓集抄系統(tǒng)低壓電力線集中器
  中圖分類號: TM933.4 文獻標識碼:A文章編號:1672-3791(2011)06(b)-0000-00
  1 前言
  隨著計算機技術(shù)、通訊技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)和微電子技術(shù)的飛速發(fā)展,對自動抄表技術(shù)水平、自動抄表的投資成本、抄表的效率、可靠性和;隹確度、管理體制提出了更高的要求。
  2 電能計量集抄技術(shù)的現(xiàn)狀
  (1)電能表根據(jù)電能測量機構(gòu)的不同,分為機電脈沖式電子電能表和電子式電能表兩大類。目前應用最多的是電子式電能表,它通過乘法器完成對電功率的測量,可獲得最大需量、電壓、電流和功率因數(shù)等多項數(shù)據(jù),輸出接口分為RS485接口型和低壓配電線載波接口型兩大類,可直接讀取其脈沖輸出,有的新型電能表本身安裝有多種接口,適用于模擬、數(shù)字等各種通訊模式。預計今后相當一段時問內(nèi),電能計量低壓集抄系統(tǒng)的終端采集裝置將以電子式電能表為主。
 ?。?)采集器和集中器采集器是匯聚電能表電量數(shù)據(jù)的裝置,是整個系統(tǒng)的核心,它能夠接受主控站命令,依次抄收并儲存各采集器中數(shù)據(jù),然后通過一定的傳輸介質(zhì)將數(shù)據(jù)傳至主控站進行數(shù)據(jù)處理。集中器具備RS485接口和電話線接口,同時具有數(shù)據(jù)采集和儲存、設(shè)置功能、遠程監(jiān)控、校時功能及異常信息記錄功能。
 ?。?)通訊信道 通訊信道的可靠性是電能計量低壓集抄技術(shù)中的關(guān)鍵。數(shù)據(jù)通訊方式的選取要綜合考慮各種因素。國內(nèi)外對于不同通訊方式各有側(cè)重。在西方發(fā)達國家,對于電能計量自動抄表技術(shù)的研究起步較早,電力系統(tǒng)包括配電網(wǎng)絡較規(guī)范、完備,所以載波抄表被廣泛應用。
  3 電能計量集抄系統(tǒng)的構(gòu)成和特點
  
  3.1 采集系統(tǒng)
  按照采集數(shù)據(jù)的通訊方式及媒介的不同,電能計量集抄可分為本地自動抄表和遠程集中抄表。
  本地自動抄表方式一般是通過抄表員手持便攜式手持掌上電腦,通過其上的紅外發(fā)射和接收裝置,在紅外可視距離內(nèi),非接觸地讀取儀表數(shù)據(jù)。這種方式操作簡單方便,實現(xiàn)起來較可靠,且成本較低。但數(shù)據(jù)傳輸距離較短,且系統(tǒng)的自動化程度較低,較適合在計量儀表相對集中的城市居民區(qū)應用。
  遠程集中抄表方式一般是通過RS485、總線或低壓電力線,將用戶終端計量儀表的電能脈沖,先通過一級脈沖采集器將脈沖匯總,再經(jīng)過二級集中抄表器的集中抄收和記錄整理,最后通過MODEM和公共電話網(wǎng)絡以點對點的方式將數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C中心數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),來進行統(tǒng)一的遠程計量數(shù)據(jù)管理、計量監(jiān)控及報表結(jié)算工作。這種方式不需要抄表員到達現(xiàn)場,數(shù)據(jù)傳輸速度快,大大提高了抄表效率推動了電力系統(tǒng)自動化發(fā)展的進程。.
  3.2 通訊網(wǎng)絡
  數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡的選擇是自動抄表系統(tǒng)的關(guān)鍵,它直接關(guān)系到系統(tǒng)的穩(wěn)定性。通訊網(wǎng)絡也稱信道,即數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ǖ馈?br/>  從集中器看,從集中器到主控站之間通訊規(guī)定為上行信道,從集中器到采集器之間通訊規(guī)定為下行信道。上行信道目前主要使用的有電話網(wǎng)、電力網(wǎng)、無線通訊網(wǎng)、GSM 等。 行信道目前使用的主要有電力網(wǎng)、RS485、總線網(wǎng)、有線電視網(wǎng)等。自動抄表系統(tǒng)中涉及的兩段通訊網(wǎng)絡,每段可以相同也可以完全不同,因此可以組合出各種不同的自動抄表系統(tǒng)。按通訊介質(zhì)不同,分為有線通訊和無線通訊。
  3.2.1有線通訊技術(shù)
  ① 光纖傳輸:造價和安裝費用較高,但具有頻帶寬、通訊距離遠、傳輸速度高、抗干擾能力強等優(yōu)點,目前廣泛應用于許多領(lǐng)域。
  ② 電話線傳輸:投資小,適用范圍廣,適合不方便布線的地區(qū)。不過,這種方式傳輸數(shù)據(jù)易堵塞,且租賃費用偏高,不適合大容量系統(tǒng)的通訊傳輸。
 ?、跼S485總線:是目前采用較多的一種通訊方式,其傳輸數(shù)據(jù)速度較快,可靠、穩(wěn)定,通訊質(zhì)量較高。但布線工作大,通訊信道易受外界因素破壞,且被損壞后故障排除困難,信道后續(xù)維護工作量大。
 ?、艿蛪弘娏€載波傳輸:是供電系統(tǒng)特有的一種通訊方式,它充分發(fā)揮了低壓電力線覆蓋面廣、不需要重新布線的優(yōu)勢。為改善低壓電力線載波通訊的質(zhì)量,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的可靠傳輸,有振幅鍵控、移頻鍵控、移相鍵控、正交雙邊帶調(diào)制及無載波調(diào)幅調(diào)相等調(diào)制方式:為實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速傳輸,有窄帶通訊、雙音多頻調(diào)制、線性調(diào)頻脈沖、多路載波調(diào)制、擴頻、超窄帶及多路載波等傳輸技術(shù)。
  3.2.2 無線通訊技術(shù)
 ?、?紅外線:需要通訊雙方加裝紅外收發(fā)通訊模塊,操作簡單,成本低,可在紅外可視距離內(nèi)實現(xiàn)非接觸性抄表。此種方式對方位性要求較高,較適合于儀表相對集中的區(qū)域內(nèi)使用。
 ?、赗S485通訊:需要在管理中心和集中器中加裝無線通訊模塊,不需重新組網(wǎng),價格較低廉,通訊速度快,且免于維護。但系統(tǒng)實時性及可靠性較差,可能發(fā)生信息擁塞或丟失現(xiàn)象,不適合業(yè)務量大系統(tǒng)的應用。
  在應用中,各種通訊模式都有優(yōu)缺點,任何一種采用單一通訊技術(shù)的方案均很難完全滿足需要。因此,在自動抄表的不同通訊階段采用不同的通訊方式來組成自動抄表網(wǎng)絡。在數(shù)據(jù)傳輸量不太大、傳輸距離較近的底層數(shù)據(jù)采集階段,可以采用如紅外、總線傳輸、RS485、低壓電力線載波的通訊方式:而在集中器到數(shù)據(jù)處理中心段,則可采用光纖、無線電臺、電話線或GPRS/GSM無線通訊等,選擇什么樣的組合方式,需根據(jù)實際情況統(tǒng)籌考慮。
  3.3 中心處理子系統(tǒng)
  中心處理子系統(tǒng)主要由中心處理工作站以及相應的軟件構(gòu)成,是整個電能計量遠程自動抄表系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理層,所有用戶的用電信息通過信道匯集到這里,管理人員利用軟件對數(shù)據(jù)進行匯總和分析,作出相應的決策。如果硬件允許,還可直接向下級集中器或電能表發(fā)出指令,從而對用戶的用電行為實施控制,如停電、送電的遠程操作。
  由于抄表要處理的數(shù)據(jù)量大,因此要求中心工作站的硬件必須有一定的運算和存儲能力。軟件上要求操作系統(tǒng)穩(wěn)定可靠,抄表軟件必須具有處理大量數(shù)據(jù)的能力。典型的抄表軟件具有如下功能:
  ①可遠程設(shè)定抄表集中器和采集器內(nèi)的參數(shù),②抄收整個系統(tǒng)中所有電能表的數(shù)據(jù);⑧ 中央控制站可遠程地對用戶電能表進行斷電和送電控制;④運行數(shù)據(jù)庫可生成用電量日報、月報,進行電費結(jié)算 ⑤ 可進行查詢管理,對異常用戶給予告警。
  4 關(guān)于低壓集抄技術(shù)應用的建議
  隨著計算機技術(shù)、通訊技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)和微電子技術(shù)的飛速發(fā)展,對自動抄表技術(shù)水平、自動抄表的投資成本、抄表的效率、可靠性和準確度、管理體制提出了更高的要求。選擇合格的抄表終端設(shè)備;選用較為成熟的、經(jīng)測試合格的產(chǎn)品;因地制宜選擇抄表方式;提高自動抄表技術(shù)的智能化、多元化;注意自動抄表系統(tǒng)自身安全性;控制系統(tǒng)訪問權(quán)限;制定合理、高效的安全策略;追蹤國際技術(shù)發(fā)展,縮短與國際先進抄表技術(shù)的差距,是擺在我們面前的首要問題。
  5 結(jié)束語
  電能計量集中抄表技術(shù)發(fā)展較快,從而使電能計量集抄技術(shù)更好地為電力系統(tǒng)和用戶服務。大大提高了抄表效率和數(shù)據(jù)實時抄收的可靠性,方便實時監(jiān)控,推動了電力系統(tǒng)自動化發(fā)展的進程,具有非常廣闊的應用前景。
  
  

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